[发明专利]一种提升分散式有源噪声控制系统稳定性的方法

说明书

本发明公开了一种提升分散式有源噪声控制系统稳定性的方法，对分散式有源噪声控制系统建立集中式的次级路径频域传递函数Z和分散式的次级路径频域传递函数Z_e；在Z_e^HZ矩阵特征值复平面上搜索最小旋转相位差，计算能使系统稳定的相位修正角度θ，根据相位修正角度θ调整Z_e的相位，进而影响Z_e^HZ矩阵特征值相位，使其特征值实部都大于0，获得稳定的系统。本发明能够提升线形排列并均匀分布的分散式有源噪声控制系统稳定性，且不影响系统的降噪性能，对于通道数很多的系统，仅需要少量通道来计算相位修正角度，所得相位修正角度对所有通道均适用，简单易行。

技术领域

本发明涉及一种提升线形排列并均匀分布的分散式有源噪声控制系统稳定性的方法，属于噪声控制技术领域。

背景技术

有源噪声控制技术已得到广泛研究和应用，对于声场简单或控制范围小的一些场合，使用单通道有源噪声控制系统即可满足降噪需求，然而对于声场复杂、控制范围大的场合，常常需要多通道有源噪声控制系统。

多通道有源噪声控制系统的次级源和传声器等物理元件根据应用场合有不同的布放方式，如线形布放、平面布放、曲面布放、不规则布放，等等。线形排列并均匀分布的多通道有源噪声控制系统是一种常用的布放方式。例如使用多通道有源噪声控制系统与传统声屏障结合形成的有源声屏障(ZL 201110039613.2，前馈有源声屏障)，其控制系统一般为线形排列均匀分布的。

多通道有源噪声控制系统若为集中式前馈系统，则性能好且稳定性高，但系统复杂度和成本较高，当通道数很多时几乎无法实现，使用复杂度和成本相对较低的分散式有源噪声控制系统是更现实的方案。分散式系统为多个独立有源噪声控制单元组成的多通道系统，每个控制单元仅根据该单元关联的误差传声器信号调整输出信号，理论上可取得与集中式控制系统相同的降噪效果。然而，由于不同通道控制单元的次级源与误差传声器间存在耦合，分散式系统相较于集中式系统稳定性较低，甚至导致分散式系统不稳定。

基于此，有必要提供一种提升线形排列并均匀分布的分散式有源噪声控制系统稳定性的方法。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种提升分散式有源噪声控制系统稳定性的方法，通过在控制信号计算过程中对次级路径中引入相位修正量来提升系统稳定性。本发明能够提升线形排列并均匀分布的分散式有源噪声控制系统稳定性，且不影响系统的降噪性能，对于通道数很多的系统，仅需要少量通道来计算相位修正角度，所得相位修正角度对所有通道均适用，简单易行。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种提升线形排列并均匀分布的分散式有源噪声控制系统稳定性的方法，通过在次级路径中引入相位修正量提升系统稳定性，包括以下步骤：

步骤1，选择线形排列并均匀分布的分散式有源噪声控制系统的通道数L，其中L不小于6；

步骤2，对所述分散式有源噪声控制系统建立次级路径传递函数，包括L个通道集中式系统的次级路径传递函数冲击响应S和L个通道分散式系统的次级路径传递函数冲击响应S_e，对于L个通道，S为L×L的分块矩阵，分块矩阵的每个子块S(m,n)为第m个次级源到第n个误差传声器的冲击响应，S_e为L×L的对角分块矩阵，矩阵的对角元素S_e(m,m)为第m个次级源到第m个误差传声器的冲击响应；